JP2006030330A - ２灯合成光学系およびそれを備えた投影装置 - Google Patents

２灯合成光学系およびそれを備えた投影装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 光源を２つ用いても、光学系の構成要素の配置の自由度を確保しながら、システムの大型化および性能低下を回避する。
【解決手段】 ２灯合成光学系５において、第１の光源部１１が出射する第１の光束１１ａの光軸Ｌ１と、第２の光源部１２が出射する第２の光束１２ａの光軸Ｌ２とがインテグレータロッド１３の光入射面１３ａ上で実質的に１点に交わるように、第１の光源部１１および第２の光源部１２を配置する。また、インテグレータロッド１３は、光入射面１３ａに入射する第１の光束１１ａの一部と第２の光束１２ａの一部とを合成して出射する。ここで、第１の光束１１ａの一部には、周辺部よりもエネルギーの高い第１有効光束１１ｂが含まれており、第２の光束１２ａの一部には、周辺部よりもエネルギーの高い第２有効光束１２ｂが含まれている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばプロジェクターに用いられ、２個のランプから出射される光束を合成して光変調素子（例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device；米国テキサスインスツルメント社製））に供給する２灯合成光学系と、それを備えた投影装置とに関するものである。
現在、プロジェクター（特にデータプロジェクター）では高輝度化が求められているが、現在供給されているランプでシステム効率の良いアークの小さいものは、その出力に限界がある。このため、そのようなランプを１個だけ用いたシステム（投影装置）では、システムとしての出力が制限され、高輝度化に限界がある。一方、高出力のランプは一般に寿命が短く、ランプ交換など市場において頻繁にメンテナンスが必要となる。そこで、現在では、プロジェクター用のランプの光学系として、単独では出力の限られたランプを２個用いてシステムとして大きな出力を得る２灯合成光学系が主流となっている。
プロジェクター用のランプを２個用いた従来技術としては、例えば特許文献１および２に開示されたものがある。図２７は、特許文献１に記載の投影装置の概略の構成を示している。この投影装置は、２つのランプ１０１・１０２から出射される光束１０１ａ・１０２ａをロッド１０３でミキシングし、カラーホイール１０４、ミラー１０５、プリズム１０６、ＤＭＤ１０７および投影レンズ１０８を介してスクリーン（図示せず）に投影するものである。
特に、この投影装置では、ＤＭＤ１０７の個々のミラーの傾斜方向を考慮して、図２８に示すように、ロッド１０３の光入射面上では２本の光束１０１ａ・１０２ａのスポット（アーク像）１０１ｂ・１０２ｂが一方向に並ぶように、２本の光束１０１ａ・１０２ａをロッド１０３の光入射面に入射させるようにしている。これにより、ＤＭＤ１０７から最適な光出力が得られるものとなっている。
また、図２９は、特許文献２に記載の投射型画像表示装置の概略の構成を示している。この装置では、２つのランプ２０１・２０２をそれぞれの光束２０１ａ・２０２ａが隣接するように並べて配置し、これらの焦点をカラーホイール２０３の近傍で一致させるようにしている。カラーホイール２０３を透過する光は、インテグレータ光学系２０４、透過型液晶パネル２０５および投射レンズ２０６などを介してスクリーン２０７上に導かれる。
特表２００２−５４３４５４号公報 特開２００１−１３６０４号公報
ところが、特許文献１の構成においては、ロッド１０３の光入射面上に結像するアーク像は、ロッド１０３の大きさ（光入射面の面積）に対して余裕がないため、ロッド１０３の光入射面上にスポット１０１ｂ・１０２ｂを並べたときに、スポット１０１ｂ・１０２ｂがロッド１０３からはみ出し、システムの性能（例えば輝度）が極端に低下する場合がある。また、ＤＭＤ１０７の各ミラーの傾斜方向に応じた方向にスポット１０１ｂ・１０２ｂが並ぶように、システムの各構成要素（ランプ１０１・１０２、ＤＭＤ１０７など）を配置する必要があるため、その配置の自由度が低減する。
また、図３０は、特許文献２の装置の透過型液晶パネル２０５をＤＭＤ２０８に置き換えた場合の光学系を模式的に示した平面図であり、図３１は、その光学系の側面図である。なお、これらの図中、２０９はリレーレンズを示している。また、以下では、２つのランプ２０１・２０２の光軸が属する平面を合成平面と称し、その合成平面に対して垂直な平面を垂直平面と称することとする。
特許文献２の装置のように、２つのランプ２０１・２０２をそれぞれの光束２０１ａ・２０２ａが隣接するように並べて配置し、光束２０１ａ・２０２ａを全て利用する構成では、インテグレータ光学系２０４にて合成されて出射される光束の合成平面における光線角Ｐ（図３０、図３１参照）と、垂直平面における光線角Ｑ（図３１参照）とが大きく異なる。なお、光線角とは、ここでは、光束の最も外側の光線とインテグレータ光学系２０４の光軸とのなす角度を示すものとする。このため、インテグレータ光学系２０４から出射される光束を十分に取り込もうとすると、システムが大型化する。
また、図３０および図３１のように、光変調素子としてＤＭＤ２０８を用いた場合、ＤＭＤ２０８の各ミラーの回転角度（入力光／出力光を分離する角度）にはある程度の制限があるため、合成平面内での各ミラーの回転方向も制限される。したがって、光線角Ｐが光線角Ｑに対して大きすぎると、各ミラーが入力光をＤＭＤ２０８よりも後段の投影光学系の方向にうまく反射させることができず、入射光の一部を無駄にしてしまう。その結果、システムの性能（例えば輝度）が低下する。
また、図３２は、従来の投影装置で用いられているカラーホイール３０１の概略の構成を示す平面図である。このような構成のカラーホイール３０１を用いると、混色が目立ちやすく、投影画像の画質（例えばコントラスト）が低下するという問題もある。以下、この点について、より詳細に説明する。
図３２で示したカラーホイール３０１では、各色フィルタは、赤に対応する２個のＲフィルタと、緑に対応する２個のＧフィルタと、青に対応する２個のＢフィルタとで構成されている。なお、以下での説明の便宜上、２個のＲフィルタおよびそれらの色をＲ１・Ｒ２とし、２個のＧフィルタおよびそれらの色をＧ１・Ｇ２とし、２個のＢフィルタおよびそれらの色をＢ１・Ｂ２とする。そして、カラーホイール３０１では、その回転時にＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されている。
カラーホイール３０１をインテグレータロッドの例えば光出射側に配置し、カラーホイール３０１を回転させると、インテグレータロッドから出射される光束は、カラーホイール３０１のいずれかの色フィルタに入射するが、カラーホイール３０１の回転位置によっては、インテグレータロッドから出射される光束が、隣接する２つの色フィルタにまたがって入射し、混色となる場合がある。
図３３（ａ）〜図３３（ｆ）は、図３２のカラーホイール３０１を回転させたときに、インテグレータロッドからカラーホイール３０１を介してＤＭＤに供給される光の色を模式的に示している。カラーホイール３０１が回転すると、インテグレータロッドから出射される光束の光路上には、例えばＲ１フィルタが入るが、このＲ１フィルタが入る直前にはＢ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｒ１フィルタが光路から出る直後には次にＧ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｒ１フィルタによってＲ１の色を取り出すときには、最初のほうでＲ１にＢ２が混色し、最後のほうでＲ１にＧ１が混色する（図３３（ａ）参照）。
続いて、カラーホイール３０１が回転すると、インテグレータロッドから出射される光束の光路上には、Ｇ１フィルタが入るが、このＧ１フィルタが入る直前にはＲ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｇ１フィルタが光路から出る直後には次にＢ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｇ１フィルタによってＧ１の色を取り出すときには、最初のほうでＧ１にＲ１が混色し、最後のほうでＧ１にＢ１が混色する（図３３（ｂ）参照）。
さらに、カラーホイール３０１が回転すると、インテグレータロッドから出射される光束の光路上には、Ｂ１フィルタが入るが、このＢ１フィルタが入る直前にはＧ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｂ１フィルタが光路から出る直後にはＲ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｂ１フィルタによってＢ１の色を取り出すときには、最初のほうでＢ１にＧ１が混色し、最後のほうでＢ１にＲ２が混色する（図３３（ｃ）参照）。
以下、同様にして、Ｒ２フィルタによってＲ２の色を取り出すときには、最初のほうでＲ２にＢ１が混色し、最後のほうでＲ２にＧ２が混色する（図３３（ｄ）参照）。また、Ｇ２フィルタによってＧ２の色を取り出すときには、最初のほうでＧ２にＲ２が混色し、最後のほうでＧ２にＢ２が混色する（図３３（ｅ）参照）。また、Ｂ２フィルタによってＢ２の色を取り出すときには、最初のほうでＢ２にＧ２が混色し、最後のほうでＢ２にＲ１が混色する（図３３（ｆ）参照）。
図３４は、ＲＧＢの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示している。つまり、図３４は、Ｒフィルタ（Ｒ１＋Ｒ２）、Ｇフィルタ（Ｇ１＋Ｇ２）、Ｂフィルタ（Ｂ１＋Ｂ２）を介してＤＭＤに供給される色を模式的に示している。
同図に示すように、２つのＲフィルタによってＲ（Ｒ１＋Ｒ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＲにＢ（Ｂ２＋Ｂ１）が混色し、最後のほうでＲにＧ（Ｇ１＋Ｇ２）が混色する。同様に、２つのＧフィルタによってＧ（Ｇ１＋Ｇ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＧにＲ（Ｒ２＋Ｒ２）が混色し、最後のほうでＧにＢ（Ｂ１＋Ｂ２）が混色する。同様に、２つのＢフィルタによってＢ（Ｂ１＋Ｂ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＢにＧ（Ｇ１＋Ｇ２）が混色し、最後のほうでＢにＲ（Ｒ２＋Ｒ１）が混色する。
このように、従来のカラーホイール３０１を用いた場合、Ｒに混色する色は、Ｒの最初のほうと最後のほうとで異なる色（ＢとＧ）であり、Ｇに混色する色は、Ｇの最初のほうと最後のほうとで異なる色（ＲとＢ）であり、Ｂに混色する色は、Ｂの最初のほうと最後のほうとで異なる色（ＧとＲ）である。このため、それらの混色が目立ちやすく、投影画像の画質（例えばコントラスト）が低下する。
なお、このような問題を解決するために、例えばそのような混色の光がＤＭＤに到達するときには、ＤＭＤの各ミラーをＯＦＦにして反射光を投影光学系に入射させないようにする手法もある。しかし、これでは、光の利用効率が低下し、明るい投影画像を得ることができない。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その主な目的は、光源を２つ用いても、光学系の構成要素の配置の自由度を確保しながら、システムの大型化および性能低下を回避することができる２灯合成光学系と、それを備えた投影装置とを提供することにある。また、本発明の他の目的は、投影画像の明るさと画質とを両方満足させることができる２灯合成光学系と、それを備えた投影装置とを提供することにある。
本発明の２灯合成光学系は、第１の光束を出射する第１の光源部と、第２の光束を出射する第２の光源部と、光入射面に入射する複数の光束を合成して出射する合成部とを備えた２灯合成光学系であって、上記第１の光源部および上記第２の光源部は、上記第１の光束の光軸と上記第２の光束の光軸とが上記光入射面上で実質的に１点に交わるように配置されており、上記合成部は、上記光入射面に入射する上記第１の光束の一部と上記第２の光束の一部とを合成し、上記第１の光束の一部には、上記第１の光束と同軸の光束であって、周辺部よりもエネルギーの高い第１有効光束が含まれており、上記第２の光束の一部には、上記第２の光束と同軸の光束であって、周辺部よりもエネルギーの高い第２有効光束が含まれていることを特徴としている。
上記の構成によれば、第１の光源部が出射する第１の光束の光軸と、第２の光源部が出射する第２の光束の光軸とが、合成部の光入射面上で実質的に１点に交わるので、光入射面を極端に広げることなく、光入射面に入射する光束（第１の光束の一部と第２の光束の一部）の光スポット（アーク像）を光入射面内に収めて形成することができる。その結果、本発明の２灯合成光学系を投影装置に適用した場合に、投影装置としてのシステムの性能（例えば輝度）が低下するのを回避することができる。
なお、上記２本の光束の光軸が上記光入射面上で実質的に１点に交わるとは、上記２本の光軸が光入射面上で完全に１点に交わる場合のみならず、光入射面上に形成される２つのスポットが光入射面から大きくはみ出さない程度に２本の光軸が光入射面上でずれていてもよいことを意味する。
また、上記２本の光軸が合成部の光入射面上で実質的に１点に交わるような第１の光源部および第２の光源部の配置は、例えば合成部の後段に配置される光変調素子の配置（例えばＤＭＤの各ミラーの傾斜方向）とは無関係に定めることができる。したがって、システムの各構成要素（第１の光源部、第２の光源部、光変調素子など）の配置の自由度を確保することができる。
また、合成部は、第１の光束および第２の光束の全てではなく、光入射面に入射する第１の光束の一部と第２の光束の一部とを合成する。これにより、第１の光束および第２の光束の全てを合成部にて合成して出射させる場合に比べて、第１の光束の光軸と第２の光束の光軸とが含まれる合成平面内における、合成部から出射される光束の光線角（光束の最も外側の光線とその光束の光軸とのなす角）を小さくすることができる。これにより、合成部以降の光学系を１灯光学系に比べて極端に明るくする必要がなくなり、システムの大型化を回避することができる。
このとき、合成部に入射する第１の光束の一部には、第１の光束の周辺部よりもエネルギーの高い第１有効光束が含まれており、合成部に入射する第２の光束の一部には、第２の光束の周辺部よりもエネルギーの高い第２有効光束が含まれているので、合成部から出射される光を１灯光学系に比べて明るくすることが十分に可能である。
さらに、上記光線角が小さくなることで、例えば、合成部の後段に光変調素子としてのＤＭＤや投影光学系を配置した場合でも、回転角度に制限のあるＤＭＤの各ミラーにて、入力光を投影光学系の方向に確実に反射させることができるように、合成部から出力される光束をＤＭＤに入射させることができる。これにより、ＤＭＤへの入射光の利用効率の低下を回避することができ、システムの性能が低下するのを回避することができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１有効光束は、上記第１の光束の全エネルギーの７０％以上のエネルギーを有する光束であり、上記第２有効光束は、上記第２の光束の全エネルギーの７０％以上のエネルギーを有する光束であることが望ましい。
第１有効光束および第２有効光束は、上述したエネルギーを有する光束であるので、１灯の場合よりもシステムの高輝度化を確実に実現することができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光束の光軸および上記第２の光束の光軸の両方が、上記合成部の光入射面に垂直な光軸に対して傾いていることが望ましい。
第１の光束および第２の光束の各々の光軸が両方とも、合成部の光入射面に垂直な光軸に対して傾いているので、第１の光束の一部（第１有効光束を含む）と第２の光束の一部（第２有効光束を含む）とを合成部の光入射面に確実に入射させることができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光束のＦナンバーをＦ1、上記第２の光束のＦナンバーをＦ2とすると、Ｆ1とＦ2とが異なっていてもよい。ここで、第１の光束のＦナンバー（Ｆ1）とは、第１の光束の収束の度合いを示し、第２の光束のＦナンバー（Ｆ2）とは、第２の光束の収束の度合いを示す。光束のＦナンバーが小さいと、光束の光線角が大きくなり、光束のＦナンバーが大きいと、光束の光線角は小さくなる。
例えば、２灯合成光学系を用いたシステムにおいては、コントラストなどを良くするために、システム内に変形した絞りを持っている場合がある。そこで、Ｆ1とＦ2とを異ならせることにより、そのような絞りを持つシステムにも容易に対応することができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光束のＦナンバーをＦ1、上記第２の光束のＦナンバーをＦ2、上記第１の光束の光軸と上記合成部の光入射面に垂直な光軸とのなす角をＸ1、上記第２の光束の光軸と上記合成部の光入射面に垂直な光軸とのなす角をＸ2とすると、Ｘ1およびＸ2が、
（１／３）・sin（１／（２Ｆ1））＜Ｘ1＜（２／３）・sin（１／（２Ｆ1））、
（１／３）・sin（１／（２Ｆ2））＜Ｘ2＜（２／３）・sin（１／（２Ｆ2））
を満足することが望ましい。
ここで、sin（１／（２Ｆ1））は、第１の光束の光線角、すなわち、第１の光束の最も外側の光線と第１の光束の光軸とのなす角を示す。また、sin（１／（２Ｆ2））は、第２の光束の光線角、すなわち、第２の光束の最も外側の光線と第２の光束の光軸とのなす角を示す。
Ｘ1およびＸ2が上限値を上回ると、合成部に入射する光の角度が大きすぎ、合成部から出射される光の角度も大きくなるので、合成部から出射される光を合成部以降の光学系で取り込むことができなくなり、無駄が生じる。一方、Ｘ1およびＸ2が下限値を下回ると、光学設計上、第１有効光束または第２の有効光束の光路が大きく遮られるため、明るさをかせぐ目的で２灯化する意味があまりなくなる。したがって、Ｘ1およびＸ2が上記の範囲内に収まるように、第１の光源部および第２の光源部を配置することにより、光の利用効率を損なわずに２灯化することができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光束の光線角をＬＦ1、上記第２の光束の光線角をＬＦ2、上記第１の光束の光軸と上記第２の光束の光軸とが属する平面内における、上記合成部が出射する第１有効光束と第２有効光束との合成光束の光線角をＲＦとすると、ＲＦが、
ＬＦ1＜ＲＦ＜２ＬＦ1、
ＬＦ2＜ＲＦ＜２ＬＦ2
を満足することが望ましい。
ＲＦが上記の条件式を満足することにより、合成部から出射される合成光束を、合成部以降の光学系で確実に利用することができ、合成光束の利用効率の低下を確実に回避することができる。
本発明の２灯合成光学系は、回転時に順次光路を横切るように複数の色フィルタを配置したカラーホイールをさらに備え、上記カラーホイールは、上記合成部の光出射側に設けられている構成であってもよい。
合成部の光入射側には、第１の光源部および第２の光源部が配置されている。それゆえ、カラーホイールを合成部の光入射側に配置しようとすると、互いの構成要素が干渉するためにその配置が困難となる。しかも、この配置の場合、カラーホイールが第１の光源部および第２の光源部に近くなるので、カラーホイールに熱負担がかかる。
したがって、本発明のようにカラーホイールを合成部の光出射側に配置することにより、カラーホイールを他の構成要素と干渉させることなく配置できるとともに、カラーホイールへの熱負担を軽減することができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記複数の色フィルタは、赤に対応する２個のＲフィルタと、緑に対応する２個のＧフィルタと、青に対応する２個のＢフィルタとで構成されており、回転時にＲＧＢＧＲＢの順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されていることが望ましい。
カラーホイールが回転すると、合成部から出射される光束は、カラーホイールのいずれかの色フィルタに入射するが、カラーホイールの回転位置によっては、隣接する２つの色フィルタにまたがって入射し、混色が得られる場合がある。
ここで、各色フィルタが上記のように配置されるカラーホイールが回転すると、合成部から出射される光束の光路上に位置するのは、１つ目のＲフィルタの直前ではＢフィルタであり、そのＲフィルタの直後ではＧフィルタである。したがって、１つ目のＲフィルタによってＲの色を取り出すときには、最初のほうでＲにＢが混色し、最後のほうでＲにＧが混色する。
一方、カラーホイールの回転時、合成部から出射される光束の光路上に位置するのは、２つ目のＲフィルタの直前ではＧフィルタであり、そのＲフィルタの直後ではＢフィルタである。したがって、２つ目のＲフィルタによってＲの色を取り出すときには、最初のほうでＲにＧが混色し、最後のほうでＲにＢが混色する。
以上のことから、これら２つのＲフィルタによってＲの色を取り出すときには、最初のほうでＲにＢ＋Ｇが混色し、最後のほうでＲにＧ＋Ｂが混色する。つまり、Ｒに混色する色は、Ｒ色の最初のほうと最後のほうとで同じ色（Ｂ＋Ｇ）となる。したがって、たとえＲにそのような色が混ざったとしても、その混色が目立ちにくくなる。同様に、上記の色フィルタの配置により、Ｇに混色する色についても、Ｇ色の最初のほうと最後のほうとで同じ色（Ｒ＋Ｂ）となり、Ｂに混色する色についても、Ｂ色の最初のほうと最後のほうとで同じ色（Ｇ＋Ｒ）となり、ＧやＢに他の色が混ざった場合でも、その混色が目立ちにくくなる。
この結果、例えば混色を避けるために光変調素子をＯＦＦするような制御を行わなくても良好な画質を確保することができ、明るさと画質とを同時に満足させることができる。
また、回転時にＲＧＢＲＢＧの順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されている構成であっても、上記と同様の原理により、混色が目立ちにくくなり、明るさと画質とを同時に満足させることができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記複数の色フィルタは、赤に対応する２個のＲフィルタと、緑に対応する２個のＧフィルタと、青に対応する２個のＢフィルタと、白に対応するＷフィルタとで構成されており、循環するＲＧＢＧＲＢの隣り合ういずれか２色の間にＷが入り、回転時にその順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されている構成であってもよい。
上記の構成によれば、カラーホイールの回転時、合成部から出射される光束の光路上に位置する色フィルタは、例えばＲＧＢＧＲＢＷの順となる。このとき、Ｇフィルタについては、その両隣にＷフィルタが存在しないので、上記と同様の原理により、Ｇに混色する色は、Ｇ色の最初のほうと最後のほうとで同じ色（Ｒ＋Ｂ）となる。したがって、たとえＧにそのような色が混ざったとしても、その混色が目立ちにくくなる。
一方、Ｒについては、Ｒに混色する色は、Ｒ色の最初のほうでＷ＋Ｇであり、Ｒの最後のほうでＧ＋Ｂである。つまり、Ｒに混色する色は、Ｒ色の最初のほうと最後のほうとで異なっている。しかし、Ｗフィルタを光が透過することによって、その光は一瞬明るく見え、それによって混色が目立ちにくくなる。また、Ｂについても同様であり、Ｂに混色する色は、Ｂ色の最初のほうでＧ＋Ｒであり、Ｂの最後のほうでＧ＋Ｗであるが、Ｗフィルタを光が透過することによって、その光は一瞬明るく見え、それによって混色が目立ちにくくなる。したがって、上記構成によれば、混色が目立つのを抑えながら、より明るい光を提供することができる。
また、循環するＲＧＢＲＢＧの隣り合ういずれか２色の間にＷが入り、回転時にその順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されている構成であっても、上記と同様の原理により、混色が目立ちにくくなり、明るさと画質とを同時に満足させることができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光源部と上記第２の光源部とのうちの少なくとも一方は、発光部と、上記発光部にて発光された光を反射させて平行光にする回転放物面鏡と、上記平行光を収束させるコンデンサーレンズとを有している構成であってもよい。
上記の構成によれば、発光部にて発光された光は、回転放物面鏡によって反射されて平行光とされ、コンデンサーレンズによって収束する。したがって、この収束光を上述した第１の光束または第２の光束として用いることができる。
なお、第１の光源部と第２の光源部との両方が発光部と回転放物面鏡とコンデンサーレンズとを有していてもよく、第１の光源部のみ、あるいは、第２の光源部のみがそのような構成を有していてもよい。上記後者の場合、他の光源部については、例えば次に説明する別の構成を採用することもできる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光源部と上記第２の光源部とのうちの少なくとも一方は、発光部と、上記発光部にて発光された光を反射させて収束させる回転楕円鏡とを有している構成であってもよい。
上記の構成によれば、発光部にて発光された光は、回転楕円鏡によって反射され、収束する。したがって、この収束光を上述した第１の光束または第２の光束として用いることができる。
なお、第１の光源部と第２の光源部との両方が発光部と回転楕円鏡とを有していてもよく、第１の光源部のみ、あるいは、第２の光源部のみがそのような構成を有していてもよい。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光源部と上記第２の光源部とのうちの少なくとも一方は、上記合成部に向かう（収束光の）光路を折り曲げる光路折り曲げ手段を有していることが望ましい。
第１の光源部と第２の光源部とのうちの少なくとも一方が光路折り曲げ手段を有していることにより、例えば第１の光源部の構成要素と、第２の光源部の構成要素とが干渉するのを防止しながら、第１の光束の一部（第１有効光束を含む）と第２の光束の一部（第２有効光束を含む）とを確実に合成部に入射させるようにすることができる。なお、光路折り曲げ手段としては、例えばミラーやプリズムを考えることができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光源部と上記第２の光源部との両方が、上記光路折り曲げ手段を有している構成であってもよい。この場合、システム全体をコンパクトに収めることができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光源部と上記第２の光源部との両方が、発光部と、上記発光部にて発光された光を反射させて平行光にする回転放物面鏡と、上記平行光を収束させる複数のコンデンサーレンズとを有しており、上記コンデンサーレンズの少なくとも１枚が、上記第１の光源部と上記第２の光源部とで共有されている構成であってもよい。
上記の構成によれば、第１の光源部および第２の光源部の各発光部にて発光された光は、各回転放物面鏡によって反射されて平行光とされ、複数のコンデンサーレンズによってそれぞれ収束される。したがって、この収束光を上述した第１の光束または第２の光束として用いることができる。
また、複数のコンデンサーレンズの少なくとも１枚が、第１の光源部と第２の光源部とで共有されているので、コンデンサーレンズの総数を抑えてコストダウンを図ることができるとともに、部品点数が少なくなる分、システムの小型化を図ることができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記第１の光源部と上記第２の光源部との両方が、上記合成部に向かう光路を折り曲げる光路折り曲げ手段を有しており、各光路折り曲げ手段は、共有されているコンデンサーレンズよりも各発光部側の光路上にそれぞれ配置されている構成が望ましい。
第１の光源部および第２の光源部の各光路折り曲げ手段が、共有されているコンデンサーレンズよりも各発光部側の光路上にそれぞれ配置されているので、コンデンサーレンズを第１の光源部と第２の光源部とで共有するという上述の構成を確実に実現することができる。なお、光路折り曲げ手段としては、例えばミラーやプリズムを考えることができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記光路折り曲げ手段は、白色光を反射させる一方、赤外線を透過させるコールドミラーで構成されていることが望ましい。
この構成によれば、発光部から発光される光のうちで、白色光だけがコールドミラーで反射されて合成部に入射する一方、赤外線はコールドミラーを透過して、合成部には入射しない。これにより、合成部以降の光学素子への熱負担を確実に低減することができる。
本発明の２灯合成光学系は、上記コールドミラーを透過した赤外線を吸収する赤外線吸収部材を備えていることが望ましい。上記赤外線が赤外線吸収部材によって吸収、処理されれば、上記赤外線の他の光学素子への影響を確実に排除することができる。
本発明の２灯合成光学系において、上記コールドミラーに入射する光束の光軸と上記合成部から出射される光束の光軸とのなす角は、上記合成部側に鋭角であることが望ましい。
この場合、コールドミラーを透過する赤外線を、合成部から遠ざかる方向に透過させることができる。したがって、合成部から離れた位置で光学素子の存在しない位置に例えば上記の赤外線吸収部材を配置するなどの対策を講じやすくすることができる。
本発明の２灯合成光学系は、上記合成部に向かう光束に含まれる紫外線を除去する紫外線除去手段を備えていることが望ましい。
この場合、紫外線除去手段によって除去された後の光束が合成部に入射するので、合成部以降の光学素子への熱負担を確実に低減することができる。なお、上記の紫外線除去手段としては、例えば、ＵＶカットフィルタであってもよいし、コンデンサーレンズの表面にＵＶカットのコーティングを施したものであってもよい。
本発明の投影装置は、上述した本発明の２灯合成光学系と、上記２灯合成光学系から供給される光を画像データに応じて変調する光変調素子（例えばＤＭＤ）と、上記光変調素子にて変調された光を被投影面（例えばスクリーン）に投影する投影光学系とを備えていることを特徴としている。これにより、上述した効果を投影装置にて得ることができる。
本発明によれば、光入射面を極端に広げることなく、第１の光束の光スポットと第２の光束の光スポットとを光入射面内に収めて形成することができ、投影装置としてのシステムの性能（例えば輝度）が低下するのを回避することができる。また、例えば合成部の後段に配置される光変調素子（例えばＤＭＤ）の配置とは無関係に第１の光源部および第２の光源部を配置することができ、システムの各構成要素の配置の自由度を確保することができる。
また、第１の光束および第２の光束の全てを合成部にて合成して出射させる場合に比べて、第１の光束の光軸と第２の光束の光軸とが含まれる合成平面内における、合成部から出射される光束の光線角を小さくすることができる。これにより、合成部以降の光学系を１灯光学系に比べて極端に明るくする必要がなくなり、システムの大型化を回避することができる。さらに、上記光線角が小さくなることで、回転角度に制限のあるＤＭＤの各ミラーにて、入力光を投影光学系の方向に確実に反射させることができるように、合成部から出力される光束をＤＭＤに入射させることができる。これにより、ＤＭＤへの入射光の利用効率の低下を回避することができ、システムの性能が低下するのを回避することができる。
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本発明の２灯合成光学系の具体的な構成について説明する前に、まず、本発明の前提となる概念について説明する。
図２は、プロジェクター（投影装置）に使用される一般的な光源部としてのランプ１の出射光束（平行光束とする）のエネルギー分布を示す説明図である。同図に示すように、ランプ１の出射光束のエネルギー分布は、均一ではなく、光軸付近から周辺部に向かうにつれて一旦エネルギーが高くなり、最大値をとった後、さらに周辺部に向かうにつれてエネルギーが減少するような分布となるのが一般的である。
したがって、ランプ１を２個用いて２灯合成光学系を構成する場合、図３に示すように、１個のランプ１の出力光束１ａを全部利用しなくても、光軸付近の比較的エネルギーの高い光束１ｂ（斜線部分）を最低限利用すれば、ランプ１個のみを用いる光学系に比べて、確実に明るい投影を実現できると考えられる。なお、エネルギーの高い光束１ｂとしては、ランプ１の全出力光束（図２の光束径ａの光束）と同軸の光束であって、全出力光束のエネルギーの７０％以上のエネルギーを有する光束（図２の光束径ｂ（＜光束径ａ）の光束）を考えることができる。以下、光束１ｂは、投影時の明るさを確保するのに有効な光束であることから有効光束とも称することとする。
そこで、本発明では、図４に示すように、２個のランプ１・１を用いて２灯合成光学系を構成するにあたり、光束１ａ・１ａの一部の光束、すなわち、光束１ａ・１ａのうちで比較的エネルギーの高い光束１ｂ・１ｂを含む光束がインテグレータロッド２に入射するように、各々のランプ１を配置するようにする。このようにすれば、インテグレータロッド２にて光束１ｂ・１ｂを合成して得られる合成光束１ｃの光線角、すなわち、合成光束１ｃの最も外側の光線と合成光束１ｃの光軸とのなす角も、インテグレータロッド２以降の光学系（リレー系）で十分受け入れられる角度となる。
ただし、このままではランプ１・１同士が干渉するため、それを避けるべく、本発明では、図５に示すように、少なくともどちらか一方のランプ１の出射光の光路をミラー３によって折り曲げるようにする。
以下、本発明の２灯合成光学系およびそれを備えた投影装置の具体的な構成について説明する。
図６は、本実施形態に係る投影装置の概略の構成を示す平面図であり、図７は、上記投影装置の側面図である。本実施形態の投影装置は、２灯合成光学系５と、ＤＭＤ６と、投影光学系７とを有している。なお、図７では、ＤＭＤ６よりも後段の光学系の図示を省略している。
ＤＭＤ６は、表示画像の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ駆動される微小ミラーをマトリクス状に配置してなり、２灯合成光学系５から供給される光を画像データに応じて変調する光変調素子である。ＤＭＤ６の各ミラーは、１画素に対応している。画像データに応じて各ミラーの傾斜角を変化させることにより、２灯合成光学系５から供給される光を各画素ごとに選択的に投影光学系７に入射させることができる。投影光学系７は、ＤＭＤ６にて変調された光を、被投影面であるスクリーン８上に拡大して投影するための光学系である。
２灯合成光学系５は、第１の光源部１１と、第２の光源部１２と、インテグレータロッド１３と、カラーホイール１４と、リレーレンズ群１５とを有している。
第１の光源部１１は、インテグレータロッド１３に向かって第１の光束１１ａを出射するランプであり、第２の光源部１２は、インテグレータロッド１３に向かって第２の光束１２ａを出射するランプである。本実施形態では、第１の光束１１ａの一部と第２の光束の一部とがインテグレータロッド１３に入射するように、第１の光源部１１および第２の光源部１２が構成されている。なお、第１の光源部１１および第２の光源部１２の詳細な構成については後述する。
インテグレータロッド１３は、断面が長方形の四角柱形状であり、一方の端面である光入射面１３ａから内部に入った光を側面で全反射して他方の端面である光出射面１３ｂに導き、そこから出射させる。特に、本実施形態では、インテグレータロッド１３は、光入射面１３ａに入射する複数の光束（本実施形態では、第１の光束１１ａの一部と第２の光束の一部）とを合成して光出射面１３ｂから出射する合成部を構成している。このインテグレータロッド１３により、光出射面１３ｂ上での光の強度分布が均一化される。
カラーホイール１４は、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ選択的に透過させる３種の色フィルタを有している。これらの色フィルタは、回転時に、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路を順次横切るように配置されている。このカラーホイール１４により、白色光の照明光は時間的に赤色光、緑色光、青色光に分解され、カラー映像の提供が可能になる。
なお、本発明は、カラーホイール１４の各色フィルタの配置の仕方にも特徴があるが、この点については、後述の実施の形態６ないし９で説明することとする。
本実施形態では、カラーホイール１４は、インテグレータロッド１３の光出射側に設けられている。これは、インテグレータロッド１３の光入射側には、第１の光源部１１および第２の光源部１２が存在しており、これらとカラーホイール１３との干渉を避けるためと、カラーホイール１３に熱負担がかかるのを低減するためである。
リレーレンズ群１５は、複数のリレーレンズと、光束を規制するための絞りとで構成されており、その光軸がインテグレータロッド１３の光入射面１３ａの中心と光出射面１３ｂの中心とを通る。リレーレンズ群１５は、インテグレータロッド１３の光出射面１３ｂとＤＭＤ６とを光学的に略共役にしている。
上記の構成において、第１の光源部１１から出射される第１の光束１１ａの一部および第２の光源部１２から出射される第２の光束１２ａの一部は、インテグレータロッド１３の光入射面１３ａに入射する。そして、これらの光束がインテグレータロッド１３にて合成された後、カラーホイール１４の任意の色フィルタを透過し、リレーレンズ群１５を介してＤＭＤ６に入射する。ＤＭＤ６では、画像データに応じて各ミラーの傾き角がＯＮとＯＦＦとで変化するが、ＯＮとなったミラーで反射された光が、投影光学系７を介してスクリーン８上に投射される。
次に、第１の光源部１１および第２の光源部１２の詳細について説明する。
図１は、本実施形態の２灯合成光学系５の詳細な構成を示す平面図であり、図８は、その側面図である。２灯合成光学系５の第１の光源部１１は、発光部２１と、回転放物面鏡２２と、２枚のコンデンサーレンズ２３・２４と、ミラー２５とを有している。また、第２の光源部１２は、発光部２６と、回転放物面鏡２７と、２枚のコンデンサーレンズ２８・２９とを有している。
第１の光源部１１の発光部２１は、２つの電極間を放電させることにより、白色光を出射するものであり、回転放物面鏡２２の焦点に位置している。回転放物面鏡２２は、発光部２１にて発光された光を反射させて平行光にする。コンデンサーレンズ２３・２４は、回転放物面鏡２２にて反射され、出射される平行光を収束させる。この収束光が、上記した第１の光束１１ａとなる。
ミラー２５は、インテグレータロッド１３に向かう光路を折り曲げる光路折り曲げ手段として機能している。より具体的には、ミラー２５は、コンデンサーレンズ２３・２４にて収束された光束（第１の光束１１ａ）の一部の光路を折り曲げてインテグレータロッド１３に入射させる。つまり、ミラー２５は、第１の光束１１ａの全てを折り曲げるのではなく、第１の光束１１ａの一部（ただし、後述する第１有効光束１１ｂを含む）の光路を折り曲げている。
また、ミラー２５は、第２の光束１２ａの光路の一部を遮るように配置されている。このようなミラー２５を配置することにより、第１の光源部１１の構成要素と、第２の光源部１２の構成要素とが干渉するのを防止しながら、第１の光束１１ａの一部と第２の光束１２ａの一部とをインテグレータロッド１３に入射させることができる。
第２の光源部１２の発光部２６は、２つの電極間を放電させることにより、白色光を出射するものであり、回転放物面鏡２７の焦点に位置している。回転放物面鏡２７は、発光部２６にて発光された光を反射させて平行光にする。コンデンサーレンズ２７・２８は、回転放物面鏡２７にて反射され、出射される平行光を収束させる。この収束光が、上記した第２の光束１２ａとなる。
ただし、上述したミラー２５が、第２の光束１２ａの光路の一部を遮るように配置されているので、インテグレータロッド１３に入射するのは、第２の光束１２ａの全てではなく、その一部（ただし、後述する第２有効光束１２ｂを含む）となっている。
本実施形態では、（１）第１の光束１１ａの光軸Ｌ１と第２の光束１２ａの光軸Ｌ２とが、インテグレータロッド１３の光入射面１３ａ上で実質的に１点に交わるように、第１の光源部１１および第２の光源部１２が配置されており、（２）インテグレータロッド１３が、光入射面１３ａに入射する第１の光束１１ａの一部と第２の光束の一部１２ａとを合成して出射している。これら２点に本発明の最も大きな特徴がある。
ここで、第１の光束１１ａの一部には、第１有効光束１１ｂが含まれており、第２の光束１２ａの一部には、第２有効光束１２ｂが含まれている。第１有効光束１１ｂとは、第１の光束１１ａの周辺部よりもエネルギーの高い光束である。より具体的には、第１有効光束１１ｂとは、第１の光束１１ａと同軸の光束であって、第１の光束１１ａの全エネルギーの７０％以上のエネルギーを有する光束である。また、第２有効光束１２ｂとは、第２の光束１２ａの周辺部よりもエネルギーの高い光束である。より具体的には、第２有効光束１２ｂとは、第２の光束１２ａと同軸の光束であって、第２の光束１２ａの全エネルギーの７０％以上のエネルギーを有する光束である。第１有効光束１１ｂと第１の光束１１ａとは同軸の光束であり、第２有効光束１２ｂと第２の光束１２ａとは同軸の光束であることから、第１有効光束１１ｂと第２有効光束１２ｂとは、光入射面１３ａ上で１点に集光する。
上記（１）の条件を満たすことにより、光入射面１３ａを極端に広げることなく、光入射面１３ａに入射する光束（第１の光束１１ａの一部と第２の光束１２ａの一部）の光スポット（アーク像）を光入射面１３ａ内に収めて形成することができ、投影画像の輝度が低下するのを回避することができる。また、光軸Ｌ１・Ｌ２がインテグレータロッド１３の光入射面１３ａ上で実質的に１点に交わるような第１の光源部１１および第２の光源部１２の配置は、ＤＭＤ６の配置（特に各ミラーの傾斜方向）とは無関係である。したがって、第１の光源部１１、第２の光源部１２およびＤＭＤ６の配置の自由度を確保することができる。
なお、２本の光軸Ｌ１・Ｌ２が光入射面１３ａ上で実質的に１点に交わるとは、２本の光軸Ｌ１・Ｌ２が光入射面１３ａ上で完全に１点に交わる場合が最も望ましいが、光学設計上の誤差を考えて、光入射面１３ａ上に形成される２つのスポットが光入射面１３ａから大きくはみ出さない程度であれば（光量ロスが大きくない程度であれば）、２本の光軸Ｌ１・Ｌ２が光入射面１３ａ上でずれていてもよいことを意味する。このときの光入射面１３ａ上での光軸Ｌ１・Ｌ２のずれ量としては、２本の光軸Ｌ１・Ｌ２が並ぶ方向における光入射面１３ａの長さの１／４以下あればよいと言え、上記長さの１／５以下であればより望ましく、上記長さの１／８以下または１／１０以下であればより一層望ましい。
ちなみに、図２８のように２本の光束１０１ａ・１０２ａをインテグレータロッド１０３の光入射面に入射させる従来の場合、上記光入射面上での２本の光束１０１ａ・１０２ａの光軸のずれ量は、ＤＭＤ１０７（図２７参照）にて光束の入出力分離を確実に行うために、２本の光束１０１ａ・１０２ａの各光軸が並ぶ方向における上記光入射面の長さの１／２程度であると考えられる。
また、上記（２）の条件を満たすことにより、合成平面における光束１３ｃの光線角を、第１の光束１１ａおよび第２の光束１２ａを全てインテグレータロッド１３に入射させる場合に比べて小さくすることができる。ここで、上記の合成平面とは、光軸Ｌ１・Ｌ２が含まれる平面を指す。また、光束１３ｃとは、インテグレータロッド１３にて第１有効光束１１ｂと第２有効光束１２ｂとが合成されて、その光出射面１３ｂから出射される光束を指す。また、光束１３ｃの光線角とは、光束１３ｃの最も外側の光線と光束１３ｃの光軸Ｌ３（インテグレータロッド１３の光入射面１３ａおよび光出射面１３ｂに垂直な光軸）とのなす角を指し、図１の角度Ｂに相当するものである。合成平面における光束１３ｃの光線角が小さくなることで、インテグレータロッド１３以降の光学系（例えばリレーレンズ群１５）を１灯光学系に比べて極端に明るくする必要がなくなり、システムの大型化を回避することができる。
また、光束１３ｃの光線角が小さくなることで、ＤＭＤ６（図６参照）の各ミラーの回転角度が制限されているにもかかわらず、入力光のうちＯＮに対応する光を各ミラーにて投影光学系７の方向に確実に反射させることができるような入射範囲で、光束１３ｃをＤＭＤ６に入射させることができる。これにより、ＤＭＤ６への入射光の利用効率の低下を回避することができ、投影画像の輝度が低下するのを回避することができる。
また、第１の光束１１ａの一部と第２の光束１２ａの一部とを光入射面１３ａに入射させるようにすることで、比較的エネルギーの高い第１有効光束１１ｂおよび第２有効光束１２ｂをインテグレータロッド１３の光入射面１３ａに並べて入射させることができる。これにより、１灯の光学系の場合よりもシステムの高輝度化を確実に実現することができる。本実施形態の場合、１灯の光学系よりも１．５倍以上の明るさを実現することができる。
以上のことから、本実施形態の２灯合成光学系５は、第１の光束１１ａおよび第２の光束１２ａにおいて光入射面１３ａに入射する光束以外の部分を捨てることで、第１有効光束１１ｂと第２有効光束１２ｂとが並んで光入射面１３ａに入射するように、第１の光源部１１ａおよび第２の光源部１２ａが配置されている構成であると言うことができる。
また、本実施形態では、第１の光源部１１および第２の光源部１２を配置するにあたり、光軸Ｌ１・Ｌ２の両方が光軸Ｌ３に対して傾くようにしている。より詳細には、第１の光束１１ａのＦナンバーをＦ1、第２の光束１２ａのＦナンバーをＦ2、光軸Ｌ１と光軸Ｌ３とのなす角をＸ1、光軸Ｌ２と光軸Ｌ３とのなす角をＸ2とすると、Ｘ1およびＸ2が、
（１／３）・sin（１／（２Ｆ1））＜Ｘ1＜（２／３）・sin（１／（２Ｆ1））、
（１／３）・sin（１／（２Ｆ2））＜Ｘ2＜（２／３）・sin（１／（２Ｆ2））
を満足するように、第１の光源部１１および第２の光源部１２を配置している。特に、本実施形態では、Ｘ1＝Ｘ2となるように、第１の光源部１１および第２の光源部１２を配置しており、光軸Ｌ１・Ｌ２は、光軸Ｌ３に対して線対称となっている。本実施形態では、Ｘ1およびＸ2は、図１のＡにそれぞれ対応している。
なお、第１の光束１１ａのＦナンバーとは、第１の光束１１ａの収束の度合いを示し、第２の光束１２ａのＦナンバーとは、第２の光束１２ａの収束の度合いを示す。したがって、sin（１／（２Ｆ1））およびsin（１／（２Ｆ2））は、第１の光束１１ａおよび第２の光束１２ａの光線角を表すことになる。なお、第１の光束１１ａの光線角とは、第１の光束１１ａの最も外側の光線と光軸Ｌ３とのなす角を指し、第２の光束１２ａの光線角とは、第２の光束１２ａの最も外側の光線と光軸Ｌ３とのなす角を指す。これらの光線角は、両方とも図８のＣに対応している。光束のＦナンバーが小さいと上記の光線角は大きくなり、光束のＦナンバーが大きいと上記の光線角は小さくなる。
このように、光軸Ｌ１・Ｌ２の両方が光軸Ｌ３に対して傾くように第１の光源部１１および第２の光源部１２を配置することにより、第１の光束１１ａの一部と第２の光束１２ａの一部とをインテグレータロッド１３に確実に入射させることができるとともに、第１有効光束１１ｂと第２有効光束１２ｂとを並べてインテグレータロッド１３の光入射面１３ａに入射させることができる。
また、Ｘ1およびＸ2が、上述した条件式の上限値を上回ると、インテグレータロッド１３に入射する光の角度が大きすぎ、インテグレータロッド１３から出射される光の角度も大きくなるので、インテグレータロッド１３から出射される光をそれ以降の光学系で取り込むことができなくなる。一方、Ｘ1およびＸ2が上述した条件式の下限値を下回ると、例えば第２の光束１２ａについて言えば、そのうちの第２有効光束１１ｂが第１の光源部１１のミラー２５にて遮られる量が多くなる。この結果、明るさをかせぐ目的で２灯化する意味があまりなくなる。したがって、Ｘ1およびＸ2が上述した条件式を満たすことにより、光の利用効率を損なわずに２灯化することができる。
なお、本実施形態では、光軸Ｌ１・Ｌ２は、光軸Ｌ３に対して線対称となっているが、必ずしも線対称にする必要はなく、Ｘ1とＸ2とは異なっていてもよい。
また、本実施形態では、第１の光束１１ａの光線角をＬＦ1、第２の光束１２ａの光線角をＬＦ2、合成平面における光束１３ｃの光線角をＲＦとすると、ＲＦが、
ＬＦ1＜ＲＦ＜２ＬＦ1、
ＬＦ2＜ＲＦ＜２ＬＦ2
を満足するように、第１の光源部１１および第２の光源部１２を配置している。なお、ＲＦは、図１のＢに対応しており、ＬＦ1およびＬＦ2は、図８のＣに対応している。
ＲＦが上記の条件式を満足することにより、インテグレータロッド１３から出射される光束１３ｃをそれ以降の光学系で確実に利用することができ、合成光束の利用効率の低下を確実に回避することができる。
なお、本実施形態では、第１の光源部１１および第２の光源部１２が両方とも、発光部と、回転放物面鏡と、コンデンサーレンズとを有する構成としたが、どちらか一方の光源部のみをそのような構成としてもよい。この場合、他方の光源部については、例えば次に説明する実施の形態２の構成を採用することができる。
また、本実施形態では、光路折り曲げ手段としてミラー２５を用いているが、ミラー２５の代わりに例えばプリズムを用いることもできる。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
図９は、本実施形態の投影装置の概略の構成を示す平面図であり、図１０は、上記投影装置の側面図である。本実施形態の投影装置は、第１の光源部１１および第２の光源部１２の構成が実施の形態１とは異なっているが、それ以外の構成については実施の形態１と同様である。
本実施形態の第１の光源部１１は、発光部３１と、回転楕円鏡３２と、実施の形態１の光路折り曲げ手段と同様のミラー２５とを有している。また、第２の光源部１２は、発光部３３と、回転楕円鏡３４とを有している。
第１の光源部１１の発光部３１は、２つの電極間を放電させることにより、白色光を出射するものであり、回転楕円鏡３２の第１の焦点に位置している。回転楕円鏡３２は、発光部３１にて発光された光を反射させて収束させる。回転楕円鏡３２の第２の焦点は、光入射面１３ａ上に位置している。本実施形態では、発光部３１から出射され、回転楕円鏡３２にて反射されて収束する光が第１の光束１１ａとなるが、回転楕円鏡３２とインテグレータロッド１３の光入射面１３ａとの間の光路中には、ミラー２５が配置されており、第１の光束１１ａの一部（第１有効光束１１ｂを含む）がミラー２５にてその光路を折り曲げられてインテグレータロッド１３に向かう。
第２の光源部１２の発光部３３は、２つの電極間を放電させることにより、白色光を出射するものであり、回転楕円鏡３４の第１の焦点に位置している。回転楕円鏡３４は、発光部３３にて発光された光を反射させて収束させる。回転楕円鏡３４の第２の焦点は、回転楕円鏡３２の第２の焦点と同じ位置であり、光入射面１３ａ上に位置している。本実施形態では、発光部３３から出射され、回転楕円鏡３４にて反射されて収束する光が第２の光束１２ａとなるが、第２の光束１２ａの光路中には、第２の光束１２ａの光路の一部を遮るようにミラー２５が配置されている。このため、インテグレータロッド１３に入射するのは、第２の光束１２ａの全てではなく、その一部（第２有効光束１２ｂを含む）となっている。
本実施形態のように第１の光源部１１および第２の光源部１２を構成した場合、入射光を収束させるための、実施の形態１で用いたコンデンサーレンズ２３・２４・２７・２８が不要となる。その結果、本実施形態の構成によれば、第１の光源部１１および第２の光源部１２の構成を簡素化することができる。
なお、本実施形態では、第１の光源部１１と第２の光源部１２との両方が、発光部と回転楕円鏡とを有する構成としたが、どちらか一方の光源部のみをそのような構成としてもよい。この場合、他方の光源部については、例えば実施の形態１で説明した構成を採用することができる。
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１または２と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
図１１は、本実施形態の２灯合成光学系５の概略の構成を示す平面図である。本実施形態の２灯合成光学系５は、実施の形態１の構成において、第１の光源部１１および第２の光源部１２の両方が、光路折り曲げ手段としてのミラー２５・３０を有している以外は、実施の形態１と同様の構成である。
ミラー２５は、第１の光束１１ａの一部（第１有効光束１１ｂを含む）の光路を折り曲げており、第１の光束１１ａの一部をインテグレータロッド１３の光入射面１３ａに向けて反射させている。また、ミラー３０は、第２の光束１２ａの一部（第２有効光束１２ｂを含む）の光路を折り曲げており、第２の光束１２ａの一部をインテグレータロッド１３の光入射面１３ａに向けて反射させている。なお、同図では、図が複雑化するのを避けるため、第１の光束１１ａおよび第２の光束１２ａのうちで、第１有効光束１１ｂおよび第２有効光束１２ｂのみを図示している。
上記の構成において、第１の光源部１１では、発光部２１から出射される光は回転放物面鏡２２にて反射されて平行光となり、コンデンサーレンズ２３・２４で収束光とされるが、ミラー２５にてその光路を折り曲げられ、インテグレータロッド１３の光入射面１３ａに入射する。一方、第２の光源部１２においても、発光部２６から出射される光は回転放物面鏡２７にて反射されて平行光となり、コンデンサーレンズ２８・２９で収束光とされるが、ミラー３０にてその光路を折り曲げられ、インテグレータロッド１３の光入射面１３ａに入射する。
このように、第１の光源部１１および第２の光源部１２の両方が、インテグレータロッド１３に向かう光束（第１の光束１１ａの一部、第２の光束１２ａの一部）の光路を折り曲げるミラー２５・３０を有していることにより、どちらか一方の光束の光路のみを折り曲げる場合に比べて、２灯合成光学系５をコンパクトに収めることができ、投影装置としてもコンパクトに構成することができる。
〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１ないし３と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
図１２は、本実施形態の２灯合成光学系５の概略の構成を示す平面図である。本実施形態の２灯合成光学系５は、第１の光源部１１が、発光部２１と、回転放物面鏡２２と、コンデンサーレンズ２３と、光路折り曲げ手段としてのミラー２５と、コンデンサーレンズ３５・３６とを有している。また、第２の光源部１２が、発光部２６と、回転放物面鏡２７と、コンデンサーレンズ２８と、光路折り曲げ手段としてのミラー３０と、コンデンサーレンズ３５・３６とを有している。つまり、コンデンサーレンズ３５・３６は、第１の光源部１１と第２の光源部１２とで共有されている。なお、同図では、図が複雑化するのを避けるため、第１の光束１１ａおよび第２の光束１２ａのうちで、第１有効光束１１ｂおよび第２有効光束１２ｂのみを図示している。
ミラー２５・３０は、実施の形態３で説明したものと同等の機能を有しているが、本実施形態では、コールドミラーで構成されている。コールドミラーとは、白色光を反射させ、赤外線を透過させるものである。また、第１の光源部１１の発光部２１からミラー２５に至る第１の光束１１ａ（または第１有効光束１１ｂ）の光軸Ｌ１と光軸Ｌ３とのなす角は、インテグレータロッド１３側に鋭角となっている。また、第２の光源部１２の発光部２６からミラー３０に至る第２の光束１２ａ（または第２有効光束１１ｂ）の光軸Ｌ２と光軸Ｌ３とのなす角が、インテグレータロッド１３側に鋭角となっている。
それゆえ、ミラー２５の裏面側、すなわち、ミラー２５に対して発光部２１とは反対側で光学素子の存在しない位置に、ミラー２５を透過する赤外線を吸収するための赤外線吸収部材を配置することができる。同様に、ミラー３０の裏面側、すなわち、ミラー３０に対して発光部２６とは反対側で光学素子の存在しない位置に、ミラー３０を透過する赤外線を吸収するための赤外線吸収部材を配置することができる。本実施形態では、上記両者の赤外線吸収部材としての防熱板（金属板）３７が、ミラー２５・３０の裏面側の光軸Ｌ３上に配置されている。このような防熱板３７を配置して赤外線を除去することにより、投影装置内の温度上昇を抑制することができる。
また、コンデンサーレンズ３５・３６の間には、ＵＶカットフィルタ３８が配置されている。このＵＶカットフィルタ３８は、インテグレータロッド１３に入射する光束（第１の光束１１ａの一部、第２の光束１２ａの一部）に含まれる紫外線を吸収し、除去するための紫外線除去手段である。ＵＶカットフィルタ３８を配置することにより、紫外線を除去した光をインテグレータロッド１３に供給することができるので、インテグレータロッド１３以降の光学素子への熱負担を軽減することができるとともに、投影装置内の温度上昇をさらに抑制することができる。
上記の構成において、ミラー２５に入射する第１の光束１１ａの一部のうち、白色光はミラー２５にて反射され、コンデンサーレンズ３５、ＵＶカットフィルタ３８およびコンデンサーレンズ３６を順に介してインテグレータロッド１３の光入射面１３ａに収束する。同様に、ミラー３０に入射する第２の光束１２ａの一部のうち、白色光はミラー３０にて反射され、コンデンサーレンズ３５、ＵＶカットフィルタ３８およびコンデンサーレンズ３６を順に介してインテグレータロッド１３の光入射面１３ａに収束する。
本実施形態のように、第１の光源部１１および第２の光源部１２が有する複数のコンデンサーレンズのうち、コンデンサーレンズ３５・３６を第１の光源部１１と第２の光源部１２とで共有することにより、コンデンサーレンズの総数を抑えてコストダウンを図ることができるとともに、投影装置の小型化を図ることができる。なお、本実施形態では、２枚のコンデンサーレンズ３５・３６を第１の光源部１１と第２の光源部１２とで共有しているが、複数のコンデンサーレンズのうちの少なくとも１枚が、第１の光源部１１と第２の光源部１２とで共有されていればよい。
また、ミラー２５は、共有されているコンデンサーレンズ３５・３６よりも発光部２１側の光路上に位置しており、ミラー３０は、共有されているコンデンサーレンズ３５・３６よりも発光部２６側の光路上に位置しているので、コンデンサーレンズ３５・３６を第１の光源部１１と第２の光源部１２とで共有するという本実施形態の構成を確実に実現することができる。
なお、本実施形態では、紫外線除去手段としてＵＶカットフィルタ３８を用いているが、これに限定されるわけではない。例えば、コンデンサーレンズ２３・２８・３５・３６の少なくともいずれかの表面に、紫外線を除去する膜をコーティング（ＵＶコーティング）することで、これらのレンズを紫外線除去手段として用いることもできる。このようなコーティングで紫外線除去手段を構成した場合は、ＵＶカットフィルタ３８を用いる場合に比べてコストを安く済ませることができる。
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１ないし４と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
図１３は、本実施形態の２灯合成光学系５の概略の構成を示す平面図である。本実施形態では、第１の光源部１１が出射する第１の光束１１ａのＦナンバー（Ｆ1）と、第２の光源部１２が出射する第２の光束１２ａのＦナンバーを（Ｆ2）とを異ならせている以外は、実施の形態１と同様の構成である。なお、第１の光束１１ａのＦナンバー（Ｆ1）および第２の光束１２ａのＦナンバー（Ｆ2）については、実施の形態１で説明した通りである。したがって、本実施形態では、第１の光束１１ａの光線角と第２の光束１２ａの光線角とが異なっており、第１有効光束１１ｂの光線角（図１３のＤ１）と第２有効光束１２ｂの光線角（図１３のＤ２）とが異なっている。
なお、同図では、図が複雑化するのを避けるため、第１の光束１１ａおよび第２の光束１２ａのうちで、第１有効光束１１ｂおよび第２有効光束１２ｂのみを図示している。なお、同図中、１５ａは、投影装置のリレーレンズ群１５を構成するリレーレンズの一つであり、Ａは、リレーレンズ群１５が有する絞りである。
本実施形態の投影装置では、リレーレンズ群１５の絞りＡとして、形状の変形したものを用いている。ここで、図１４は、その絞りＡの形状を示す平面図である。なお、図１３および図１４では、座標軸が統一されている。すなわち、図１３において、ｚ方向（光軸Ｌ３に沿った方向）から見た図が図１４である。
絞りＡは、光軸Ｌ３に対して回転非対称の形状となっている。より詳しくは、絞りＡは、光軸Ｌ３を含む平面（ｙｚ平面）で絞りＡを２つに切ったときに、それぞれの形状がｙｚ平面に対して非対称となる形状で形成されている。これは、コントラストを良くする場合等によく用いられる手法の一つである。
そこで、本実施形態のように、第１の光束１１ａのＦナンバー（Ｆ1）と、第２の光束１２ａのＦナンバーを（Ｆ2）とを異ならせることにより、そのような絞りＡを有するシステムにも容易に対応することができる。つまり、第１の光束１１ａのＦナンバー（Ｆ1）と、第２の光束１２ａのＦナンバーを（Ｆ2）とを、絞りＡの形状に応じて異ならせることにより、光利用効率の低下を極力回避しながら、絞りＡの形状に応じた光束（第１有効光束１１ｂと第２有効光束１２ｂとの合成光束）を得ることができる。
〔実施の形態６〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１ないし５と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
上述したプロジェクター（投影装置）においては、投影に際して色純度やコントラストを重視する「色モード」と、明るさを重視する「明るさモード」とが動作モードとして設けられており、これらのモードが選択可能となっている。ここで、「色モード」が選択されていると、カラーホイール１４の色フィルタの境界部がインテグレータロッド１３の光軸Ｌ３を通過するとき、ＤＭＤ６の各ミラーをＯＦＦする制御が行われる。したがって、インテグレータロッド１３からの出射光が隣接する２つの色フィルタの両方を透過したとしても、２色の光がＤＭＤ６を介して投影光学系７に導かれることはない。つまり、この場合、各ミラーのＯＦＦにより投影画像の明るさは低下するが、混色による投影画像の画質低下はない。
一方、「明るさモード」が選択されていれば、カラーホイール１４の色フィルタの境界部がインテグレータロッド１３の光軸Ｌ３を通過するときでも、ＤＭＤ６の各ミラーをＯＦＦする制御は行われない。この場合、インテグレータロッド１３からの出射光が隣接する２つの色フィルタの両方を透過し、ＤＭＤ６を介して投影光学系７に導かれる場合がある。この場合、投影画像の明るさは損なわれないが、混色による投影画像の画質低下が生ずる。
そこで、本実施形態では、カラーホイール１４を以下の構成とすることにより、「明るさモード」でも混色による投影画像の画質低下を抑えることができ、明るさと画質とを両方満足させることができるものとなっている。以下、本実施形態のカラーホイール１４の詳細について説明する。
図１５は、実施の形態１ないし５に適用可能なカラーホイール１４の概略の構成を示す平面図である。このカラーホイール１４では、各色フィルタは、赤に対応する２個のＲフィルタと、緑に対応する２個のＧフィルタと、青に対応する２個のＢフィルタとで構成されている。なお、以下での説明の便宜上、２個のＲフィルタおよびそれらの色をＲ１・Ｒ２とし、２個のＧフィルタおよびそれらの色をＧ１・Ｇ２とし、２個のＢフィルタおよびそれらの色をＢ１・Ｂ２とする。図１５のカラーホイール１４では、その回転時にＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｇ２、Ｒ２、Ｂ２の順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されている。このカラーホイール１４が回転すると、インテグレータロッド１３は、見かけ上、カラーホイール１４の回転方向とは逆方向に動くと考えることができる。
ここで、図１６（ａ）〜図１６（ｆ）は、図１５のカラーホイール１４が回転したときに、インテグレータロッド１３からカラーホイール１４を介してＤＭＤ６に順次供給される光の色を模式的に示している。
カラーホイール１４が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、例えばＲ１フィルタが入るが、このＲ１フィルタが光路に入る直前にはＢ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｒ１フィルタが光路から出る直後には次にＧ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｒ１フィルタによってＲ１の色を取り出すときには、最初のほうでＲ１にＢ２が混色し、最後のほうでＲ１にＧ１が混色する（図１６（ａ）参照）。
続いて、カラーホイール１４が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｇ１フィルタが入るが、このＧ１フィルタが光路に入る直前にはＲ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｇ１フィルタが光路から出る直後には次にＢ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｇ１フィルタによってＧ１の色を取り出すときには、最初のほうでＧ１にＲ１が混色し、最後のほうでＧ１にＢ１が混色する（図１６（ｂ）参照）。
さらに、カラーホイール１４が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｂ１フィルタが入るが、このＢ１フィルタが光路に入る直前にはＧ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｂ１フィルタが光路から出る直後には次にＧ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｂ１フィルタによってＢ１の色を取り出すときには、最初のほうでＢ１にＧ１が混色し、最後のほうでＢ１にＧ２が混色する（図１６（ｃ）参照）。
次に、カラーホイール１４が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｇ２フィルタが入るが、このＧ２フィルタが光路に入る直前にはＢ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｇ２フィルタが光路から出る直後には次にＲ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｇ２フィルタによってＧ２の色を取り出すときには、最初のほうでＧ２にＢ１が混色し、最後のほうでＧ２にＲ２が混色する（図１６（ｄ）参照）。
続いて、カラーホイール１４が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｒ２フィルタが入るが、このＲ２フィルタが光路に入る直前にはＧ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｒ２フィルタが光路から出る直後には次にＢ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｒ２フィルタによってＲ２の色を取り出すときには、最初のほうでＲ２にＧ２が混色し、最後のほうでＲ２にＢ２が混色する（図１６（ｅ）参照）。
さらに、カラーホイール１４が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｂ２フィルタが入るが、このＢ２フィルタが光路に入る直前にはＲ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｂ２フィルタが光路から出る直後には次にＲ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｂ２フィルタによってＢ２の色を取り出すときには、最初のほうでＢ２にＲ２が混色し、最後のほうでＢ２にＲ１が混色する（図１６（ｆ）参照）。
図１７は、ＲＧＢの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示している。つまり、図１７は、Ｒフィルタ（Ｒ１＋Ｒ２）、Ｇフィルタ（Ｇ１＋Ｇ２）、Ｂフィルタ（Ｂ１＋Ｂ２）を介してＤＭＤ６に供給される色を模式的に示している。
同図に示すように、２つのＲフィルタによってＲ（Ｒ１＋Ｒ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＲにＢ（Ｂ２）＋Ｇ（Ｇ２）が混色し、最後のほうでＲにＧ（Ｇ１）＋Ｂ（Ｂ２）が混色する。つまり、Ｒを取り出すときには、Ｂ＋Ｇ、Ｒ、Ｇ＋Ｂの順で光の色が変化するが、Ｒに混色する色は、Ｒの最初のほうと最後のほうとで同じ色（どちらもＢ＋Ｇ）である。
また、２つのＧフィルタによってＧ（Ｇ１＋Ｇ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＧにＲ（Ｒ１）＋Ｂ（Ｂ１）が混色し、最後のほうでＧにＢ（Ｂ１）＋Ｒ（Ｒ２）が混色する。つまり、Ｇを取り出すときには、Ｒ＋Ｂ、Ｇ、Ｂ＋Ｒの順で光の色が変化するが、Ｇに混色する色は、Ｇの最初のほうと最後のほうとで同じ色（どちらもＲ＋Ｂ）である。
同様に、２つのＢフィルタによってＢ（Ｂ１＋Ｂ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＢにＧ（Ｇ１）＋Ｒ（Ｒ２）が混色し、最後のほうでＢにＧ（Ｇ２）＋Ｒ（Ｒ１）が混色する。つまり、Ｂを取り出すときには、Ｇ＋Ｒ、Ｂ、Ｇ＋Ｒの順で光の色が変化するが、Ｂに混色する色は、Ｂの最初のほうと最後のほうとで同じ色（どちらもＧ＋Ｒ）である。
このように、図１５のカラーホイール１４を用いた場合、取り出したい色の前後で混色が発生したとしても、図３４のような取り出したい色の前後で混色光の色が異なる結果となるカラーホイールを用いた場合に比べて、その混色が目立ちにくくなる。この結果、投影画像の画質（例えばコントラスト）が低下するのを回避することができる。
また、本実施形態のカラーホイール１４を用いれば、混色が目立ちにくくなるので、例えばプロジェクターの動作モードを「明るさモード」に設定した場合でも、画質の低下を回避できる。つまり、「明るさモード」の場合でも、投影画像の明るさのみならず、画質も同時に満足させることができる。
〔実施の形態７〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１ないし６と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
図１８は、本実施形態のカラーホイール４１の概略の構成を示す平面図である。このカラーホイール４１は、実施の形態１ないし５に適用可能であるが、ＲＧＢの各色フィルタの配列の仕方が実施の形態６のカラーホイール１４とは異なっている。より具体的には、カラーホイール４１では、その回転時にＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｂ２、Ｇ２の順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されている。
ここで、図１９（ａ）〜図１９（ｆ）は、図１８のカラーホイール４１が回転したときに、インテグレータロッド１３からカラーホイール４１を介してＤＭＤ６に順次供給される光の色を模式的に示している。
カラーホイール４１が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、例えばＲ１フィルタが入るが、このＲ１フィルタが光路に入る直前にはＧ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｒ１フィルタが光路から出る直後には次にＧ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｒ１フィルタによってＲ１の色を取り出すときには、最初のほうでＲ１にＧ２が混色し、最後のほうでＲ１にＧ１が混色する（図１９（ａ）参照）。
続いて、カラーホイール４１が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｇ１フィルタが入るが、このＧ１フィルタが光路に入る直前にはＲ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｇ１フィルタが光路から出る直後には次にＢ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｇ１フィルタによってＧ１の色を取り出すときには、最初のほうでＧ１にＲ１が混色し、最後のほうでＧ１にＢ１が混色する（図１９（ｂ）参照）。
さらに、カラーホイール４１が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｂ１フィルタが入るが、このＢ１フィルタが光路に入る直前にはＧ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｂ１フィルタが光路から出る直後には次にＲ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｂ１フィルタによってＢ１の色を取り出すときには、最初のほうでＢ１にＧ１が混色し、最後のほうでＢ１にＲ２が混色する（図１９（ｃ）参照）。
次に、カラーホイール４１が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｒ２フィルタが入るが、このＲ２フィルタが光路に入る直前にはＢ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｒ２フィルタが光路から出る直後には次にＢ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｒ２フィルタによってＲ２の色を取り出すときには、最初のほうでＲ２にＢ１が混色し、最後のほうでＲ２にＢ２が混色する（図１９（ｄ）参照）。
続いて、カラーホイール４１が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｂ２フィルタが入るが、このＢ２フィルタが光路に入る直前にはＲ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｂ２フィルタが光路から出る直後には次にＧ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｂ２フィルタによってＢ２の色を取り出すときには、最初のほうでＢ２にＲ２が混色し、最後のほうでＢ２にＧ２が混色する（図１９（ｅ）参照）。
さらに、カラーホイール４１が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｇ２フィルタが入るが、このＧ２フィルタが光路に入る直前にはＢ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｇ２フィルタが光路から出る直後には次にＲ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｇ２フィルタによってＧ２の色を取り出すときには、最初のほうでＧ２にＢ２が混色し、最後のほうでＧ２にＲ１が混色する（図１９（ｆ）参照）。
図２０は、ＲＧＢの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示している。つまり、図２０は、Ｒフィルタ（Ｒ１＋Ｒ２）、Ｇフィルタ（Ｇ１＋Ｇ２）、Ｂフィルタ（Ｂ１＋Ｂ２）を介してＤＭＤ６に供給される色を模式的に示している。
同図に示すように、２つのＲフィルタによってＲ（Ｒ１＋Ｒ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＲにＧ（Ｇ２）＋Ｂ（Ｂ１）が混色し、最後のほうでＲにＧ（Ｇ１）＋Ｂ（Ｂ２）が混色する。つまり、Ｒを取り出すときには、Ｇ＋Ｂ、Ｒ、Ｇ＋Ｂの順で光の色が変化するが、Ｒに混色する色は、Ｒの最初のほうと最後のほうとで同じ色（どちらもＧ＋Ｂ）である。
また、２つのＧフィルタによってＧ（Ｇ１＋Ｇ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＧにＲ（Ｒ１）＋Ｂ（Ｂ２）が混色し、最後のほうでＧにＢ（Ｂ１）＋Ｒ（Ｒ１）が混色する。つまり、Ｇを取り出すときには、Ｒ＋Ｂ、Ｇ、Ｂ＋Ｒの順で光の色が変化するが、Ｇに混色する色は、Ｇの最初のほうと最後のほうとで同じ色（どちらもＲ＋Ｂ）である。
同様に、２つのＢフィルタによってＢ（Ｂ１＋Ｂ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＢにＧ（Ｇ１）＋Ｒ（Ｒ２）が混色し、最後のほうでＢにＲ（Ｒ２）＋Ｇ（Ｇ２）が混色する。つまり、Ｂを取り出すときには、Ｇ＋Ｒ、Ｂ、Ｒ＋Ｇの順で光の色が変化するが、Ｂに混色する色は、Ｂの最初のほうと最後のほうとで同じ色（どちらもＧ＋Ｒ）である。
このように、図１８のカラーホイール４１を用いた場合でも、実施の形態６と同様に、取り出したい色の前後で発生する混色が同じ色となるので、実施の形態６と同様の効果を得ることができる。
〔実施の形態８〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１ないし７と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
図２１は、実施の形態１ないし５に適用可能なカラーホイール４２の概略の構成を示す平面図である。このカラーホイール４２では、各色フィルタは、赤に対応する２個のＲフィルタと、緑に対応する２個のＧフィルタと、青に対応する２個のＢフィルタと、白に対応する１個のＷフィルタとで構成されている。なお、以下での説明の便宜上、２個のＲフィルタおよびそれらの色をＲ１・Ｒ２とし、２個のＧフィルタおよびそれらの色をＧ１・Ｇ２とし、２個のＢフィルタおよびそれらの色をＢ１・Ｂ２とする。また、Ｗフィルタおよびその色を単にＷとも称する。図２１のカラーホイール４２では、循環するＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｇ２、Ｒ２、Ｂ２の隣り合ういずれか２色の間（本実施形態ではＢ２とＲ１との間）にＷが入り、回転時にその順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されている。
カラーホイール４２をインテグレータロッド１３の光出射側に配置して回転させると、インテグレータロッド１３から出射される光束は、カラーホイール４２のいずれかの色フィルタを介してＤＭＤ６に到達する。ここで、図２２（ａ）〜図２２（ｆ）は、インテグレータロッド１３からカラーホイール４２を介してＤＭＤ６に順次供給される光の色を模式的に示している。
カラーホイール４２が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、例えばＲ１フィルタが入るが、このＲ１フィルタが光路に入る直前にはＷフィルタが光路から出ようとしており、Ｒ１フィルタが光路から出る直後には次にＧ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｒ１フィルタによってＲ１の色を取り出すときには、最初のほうでＲ１にＷが混色し、最後のほうでＲ１にＧ１が混色する（図２２（ａ）参照）。
続いて、カラーホイール４２が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｇ１フィルタが入るが、このＧ１フィルタが光路に入る直前にはＲ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｇ１フィルタが光路から出る直後には次にＢ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｇ１フィルタによってＧ１の色を取り出すときには、最初のほうでＧ１にＲ１が混色し、最後のほうでＧ１にＢ１が混色する（図２２（ｂ）参照）。
さらに、カラーホイール４２が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｂ１フィルタが入るが、このＢ１フィルタが光路に入る直前にはＧ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｂ１フィルタが光路から出る直後には次にＧ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｂ１フィルタによってＢ１の色を取り出すときには、最初のほうでＢ１にＧ１が混色し、最後のほうでＢ１にＧ２が混色する（図２２（ｃ）参照）。
次に、カラーホイール４２が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｇ２フィルタが入るが、このＧ２フィルタが光路に入る直前にはＢ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｇ２フィルタが光路から出る直後には次にＲ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｇ２フィルタによってＧ２の色を取り出すときには、最初のほうでＧ２にＢ１が混色し、最後のほうでＧ２にＲ２が混色する（図２２（ｄ）参照）。
続いて、カラーホイール４２が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｒ２フィルタが入るが、このＲ２フィルタが光路に入る直前にはＧ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｒ２フィルタが光路から出る直後には次にＢ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｒ２フィルタによってＲ２の色を取り出すときには、最初のほうでＲ２にＧ２が混色し、最後のほうでＲ２にＢ２が混色する（図２２（ｅ）参照）。
さらに、カラーホイール４２が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｂ２フィルタが入るが、このＢ２フィルタが光路に入る直前にはＲ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｂ２フィルタが光路から出る直後には次にＷフィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｂ２フィルタによってＢ２の色を取り出すときには、最初のほうでＢ２にＲ２が混色し、最後のほうでＢ２にＷが混色する（図２２（ｆ）参照）。
図２３は、ＲＧＢの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示している。つまり、図２３は、Ｒフィルタ（Ｒ１＋Ｒ２）、Ｇフィルタ（Ｇ１＋Ｇ２）、Ｂフィルタ（Ｂ１＋Ｂ２）を介してＤＭＤ６に供給される色を模式的に示している。
同図に示すように、２つのＲフィルタによってＲ（Ｒ１＋Ｒ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＲにＷ＋Ｇ（Ｇ２）が混色し、最後のほうでＲにＧ（Ｇ１）＋Ｂ（Ｂ２）が混色する。同様に、２つのＧフィルタによってＧ（Ｇ１＋Ｇ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＧにＲ（Ｒ１）＋Ｂ（Ｂ１）が混色し、最後のほうでＧにＢ（Ｂ１）＋Ｒ（Ｒ２）が混色する。同様に、２つのＢフィルタによってＢ（Ｂ１＋Ｂ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＢにＧ（Ｇ１）＋Ｒ（Ｒ２）が混色し、最後のほうでＢにＧ（Ｇ２）＋Ｗが混色する。
つまり、図２１のカラーホイール４２を用いた場合、Ｇについては、Ｇに混色する色は、Ｇ色の最初のほうと最後のほうとで同じ色（どちらもＲ＋Ｂ）となる。したがって、たとえＧにそのような色が混ざったとしても、その混色は目立ちにくくなる。一方、Ｒについては、Ｒに混色する色は、上述のようにＲ色の最初のほうと最後のほうとで異なっているが、Ｗフィルタを光が透過することによって、混色の光が一瞬明るく見えるので、その混色が目立ちにくくなる。また、Ｂについても同様であり、Ｂに混色する色は、Ｂ色の最初のほうと最後のほうで異なっているが、Ｗフィルタを光が透過することによって、混色の光が一瞬明るく見え、それによって混色が目立ちにくくなる。
よって、本実施形態のカラーホイール４２を用いても、混色が目立ちにくくなるので、例えばプロジェクターの動作モードを「明るさモード」に設定した場合でも、画質の低下を回避でき、投影画像の明るさと画質とを同時に満足させることができるという、実施の形態６と同様の効果を得ることができる。
〔実施の形態９〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１ないし８と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
図２４は、本実施形態のカラーホイール４３の概略の構成を示す平面図である。このカラーホイール４３は、実施の形態１ないし５に適用可能であるが、各色フィルタの配置の仕方が、実施の形態７と８とを組み合わせたものとなっている。より具体的には、カラーホイール４３では、循環するＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｂ２、Ｇ２の隣り合ういずれか２色の間（本実施形態ではＧ２とＲ１との間）にＷが入り、回転時にその順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されている。
ここで、図２５（ａ）〜図２５（ｆ）は、図２４のカラーホイール４３が回転したときに、インテグレータロッド１３からカラーホイール４３を介してＤＭＤ６に順次供給される光の色を模式的に示している。
カラーホイール４３が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、例えばＲ１フィルタが入るが、このＲ１フィルタが光路に入る直前にはＷフィルタが光路から出ようとしており、Ｒ１フィルタが光路から出る直後には次にＧ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｒ１フィルタによってＲ１の色を取り出すときには、最初のほうでＲ１にＷが混色し、最後のほうでＲ１にＧ１が混色する（図２５（ａ）参照）。
続いて、カラーホイール４３が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｇ１フィルタが入るが、このＧ１フィルタが光路に入る直前にはＲ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｇ１フィルタが光路から出る直後には次にＢ１フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｇ１フィルタによってＧ１の色を取り出すときには、最初のほうでＧ１にＲ１が混色し、最後のほうでＧ１にＢ１が混色する（図２５（ｂ）参照）。
さらに、カラーホイール４３が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｂ１フィルタが入るが、このＢ１フィルタが光路に入る直前にはＧ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｂ１フィルタが光路から出る直後には次にＲ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｂ１フィルタによってＢ１の色を取り出すときには、最初のほうでＢ１にＧ１が混色し、最後のほうでＢ１にＲ２が混色する（図２５（ｃ）参照）。
次に、カラーホイール４３が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｒ２フィルタが入るが、このＲ２フィルタが光路に入る直前にはＢ１フィルタが光路から出ようとしており、Ｒ２フィルタが光路から出る直後には次にＢ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｒ２フィルタによってＲ２の色を取り出すときには、最初のほうでＲ２にＢ１が混色し、最後のほうでＲ２にＢ２が混色する（図２５（ｄ）参照）。
続いて、カラーホイール４３が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｂ２フィルタが入るが、このＢ２フィルタが光路に入る直前にはＲ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｂ２フィルタが光路から出る直後には次にＧ２フィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｂ２フィルタによってＢ２の色を取り出すときには、最初のほうでＢ２にＲ２が混色し、最後のほうでＢ２にＧ２が混色する（図２５（ｅ）参照）。
さらに、カラーホイール４３が回転すると、インテグレータロッド１３から出射される光束の光路上には、Ｇ２フィルタが入るが、このＧ２フィルタが光路に入る直前にはＢ２フィルタが光路から出ようとしており、Ｇ２フィルタが光路から出る直後には次にＷフィルタが光路に入ろうとする。したがって、Ｇ２フィルタによってＧ２の色を取り出すときには、最初のほうでＧ２にＢ２が混色し、最後のほうでＧ２にＷが混色する（図２５（ｆ）参照）。
図２６は、ＲＧＢの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示している。つまり、図２６は、Ｒフィルタ（Ｒ１＋Ｒ２）、Ｇフィルタ（Ｇ１＋Ｇ２）、Ｂフィルタ（Ｂ１＋Ｂ２）を介してＤＭＤ６に供給される色を模式的に示している。
同図に示すように、２つのＲフィルタによってＲ（Ｒ１＋Ｒ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＲにＷ＋Ｂ（Ｂ１）が混色し、最後のほうでＲにＧ（Ｇ１）＋Ｂ（Ｂ２）が混色する。同様に、２つのＧフィルタによってＧ（Ｇ１＋Ｇ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＧにＲ（Ｒ１）＋Ｂ（Ｂ２）が混色し、最後のほうでＧにＢ（Ｂ１）＋Ｗが混色する。同様に、２つのＢフィルタによってＢ（Ｂ１＋Ｂ２）の色を取り出すときには、最初のほうでＢにＧ（Ｇ１）＋Ｒ（Ｒ２）が混色し、最後のほうでＢにＲ（Ｒ２）＋Ｇ（Ｇ２）が混色する。
つまり、図２４のカラーホイール４３を用いた場合、Ｂについては、Ｂに混色する色は、Ｂ色の最初のほうと最後のほうとで同じ色（どちらもＧ＋Ｒ）となる。したがって、たとえＢにそのような色が混ざったとしても、その混色は目立ちにくくなる。一方、Ｒについては、Ｒに混色する色は、上述のようにＲ色の最初のほうと最後のほうとで異なっているが、Ｗフィルタを光が透過することによって、混色の光が一瞬明るく見えるので、その混色が目立ちにくくなる。また、Ｇについても同様であり、Ｇに混色する色は、Ｇ色の最初のほうと最後のほうで異なっているが、Ｗフィルタを光が透過することによって、混色の光が一瞬明るく見え、それによって混色が目立ちにくくなる。
よって、本実施形態のカラーホイール４３を用いても、混色が目立ちにくくなるので、例えばプロジェクターの動作モードを「明るさモード」に設定した場合でも、画質の低下を回避でき、投影画像の明るさと画質とを同時に満足させることができるという、実施の形態６と同様の効果を得ることができる。
なお、以上の各実施の形態では、光変調素子としてＤＭＤ６を用いた例について説明したが、その他にも、例えば反射型、透過型の液晶表示装置を用いることも可能である。
本発明の実施の一形態に係る投影装置に用いられる２灯合成光学系の詳細な構成を示す平面図である。 上記投影装置に使用される一般的な光源部としてのランプの出射光束のエネルギー分布を示す説明図である。 上記ランプの全出力光束と、比較的エネルギーの高い光束とを模式的に示す説明図である。 各々のランプの光束の一部が重なるように２個のランプを配置した２灯合成光学系を模式的に示す説明図である。 どちらか一方のランプの出射光の光路をミラーによって折り曲げた２灯合成光学系を模式的に示す説明図である。 上記投影装置の概略の構成を示す平面図である。 上記投影装置の側面図である。 上記２灯合成光学系の側面図である。 本発明の他の実施の形態に係る投影装置の概略の構成を示す平面図である。 上記投影装置の側面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る２灯合成光学系の概略の構成を示す平面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る２灯合成光学系の概略の構成を示す平面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る２灯合成光学系の概略の構成を示す平面図である。 上記２灯合成光学系を用いた投影装置のリレーレンズ群の絞りの形状を示す平面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るカラーホイールの概略の構成を示す平面図である。 （ａ）ないし（ｆ）は、上記カラーホイールが回転したときに、インテグレータロッドからカラーホイールを介してＤＭＤに順次供給される光の色を模式的に示す説明図である。 上記カラーホイールの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るカラーホイールの概略の構成を示す平面図である。 （ａ）ないし（ｆ）は、上記カラーホイールが回転したときに、インテグレータロッドからカラーホイールを介してＤＭＤに順次供給される光の色を模式的に示す説明図である。 上記カラーホイールの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るカラーホイールの概略の構成を示す平面図である。 （ａ）ないし（ｆ）は、上記カラーホイールが回転したときに、インテグレータロッドからカラーホイールを介してＤＭＤに順次供給される光の色を模式的に示す説明図である。 上記カラーホイールの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示す説明図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るカラーホイールの概略の構成を示す平面図である。 （ａ）ないし（ｆ）は、上記カラーホイールが回転したときに、インテグレータロッドからカラーホイールを介してＤＭＤに順次供給される光の色を模式的に示す説明図である。 上記カラーホイールの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示す説明図である。 従来の投影装置の概略の構成を示す平面図である。 上記投影装置のロッドの光入射面上の光スポットを模式的に示す説明図である。 従来の投射型画像表示装置の概略の構成を示す平面図である。 上記画像表示装置の透過型液晶パネルをＤＭＤに置き換えた場合の光学系を模式的に示す平面図である。 上記光学系の側面図である。 従来の投影装置で用いられているカラーホイールの概略の構成を示す平面図である。 （ａ）ないし（ｆ）は、上記カラーホイールが回転したときに、インテグレータロッドからカラーホイールを介してＤＭＤに順次供給される光の色を模式的に示す説明図である。 上記カラーホイールの各色フィルタによって得られる最終的な色を模式的に示す説明図である。
符号の説明
５ ２灯合成光学系
６ ＤＭＤ（光変調素子）
７ 投影光学系
８ スクリーン（被投影面）
１１ 第１の光源部
１１ａ 第１の光束
１１ｂ 第１有効光束
１２ 第２の光源部
１２ａ 第２の光束
１２ｂ 第１有効光束
１３ インテグレータロッド（合成部）
１３ａ 光入射面
１４ カラーホイール
２１ 発光部
２２ 回転放物面鏡
２３ コンデンサーレンズ
２４ コンデンサーレンズ
２５ ミラー（光路折り曲げ手段）
２６ 発光部
２７ 回転放物面鏡
２８ コンデンサーレンズ
２９ コンデンサーレンズ
３０ ミラー（光路折り曲げ手段）
３１ 発光部
３２ 回転楕円鏡
３３ 発光部
３４ 回転楕円鏡
３５ コンデンサーレンズ
３６ コンデンサーレンズ
３７ 防熱板（赤外線吸収部材）
３８ ＵＶカットフィルタ（紫外線除去手段）
４１ カラーホイール
４２ カラーホイール
４３ カラーホイール
Ｌ１ 光軸
Ｌ２ 光軸
Ｌ３ 光軸

Claims (20)

  1. 第１の光束を出射する第１の光源部と、
    第２の光束を出射する第２の光源部と、
    光入射面に入射する複数の光束を合成して出射する合成部とを備えた２灯合成光学系であって、
    上記第１の光源部および上記第２の光源部は、上記第１の光束の光軸と上記第２の光束の光軸とが上記光入射面上で実質的に１点に交わるように配置されており、
    上記合成部は、上記光入射面に入射する上記第１の光束の一部と上記第２の光束の一部とを合成し、
    上記第１の光束の一部には、上記第１の光束と同軸の光束であって、周辺部よりもエネルギーの高い第１有効光束が含まれており、上記第２の光束の一部には、上記第２の光束と同軸の光束であって、周辺部よりもエネルギーの高い第２有効光束が含まれていることを特徴とする２灯合成光学系。
  2. 上記第１有効光束は、上記第１の光束の全エネルギーの７０％以上のエネルギーを有する光束であり、上記第２有効光束は、上記第２の光束の全エネルギーの７０％以上のエネルギーを有する光束であることを特徴とする請求項１に記載の２灯合成光学系。
  3. 上記第１の光束の光軸および上記第２の光束の光軸の両方が、上記合成部の光入射面に垂直な光軸に対して傾いていることを特徴とする請求項２に記載の２灯合成光学系。
  4. 上記第１の光束のＦナンバーをＦ1、上記第２の光束のＦナンバーをＦ2とすると、Ｆ1とＦ2とが異なっていることを特徴とする請求項２または３に記載の２灯合成光学系。
  5. 上記第１の光束のＦナンバーをＦ1、上記第２の光束のＦナンバーをＦ2、上記第１の光束の光軸と上記合成部の光入射面に垂直な光軸とのなす角をＸ1、上記第２の光束の光軸と上記合成部の光入射面に垂直な光軸とのなす角をＸ2とすると、Ｘ1およびＸ2が、
    （１／３）・sin（１／（２Ｆ1））＜Ｘ1＜（２／３）・sin（１／（２Ｆ1））、
    （１／３）・sin（１／（２Ｆ2））＜Ｘ2＜（２／３）・sin（１／（２Ｆ2））
    を満足することを特徴とする請求項３または４に記載の２灯合成光学系。
  6. 上記第１の光束の光線角をＬＦ1、上記第２の光束の光線角をＬＦ2、上記第１の光束の光軸と上記第２の光束の光軸とが属する平面内における、上記合成部が出射する第１有効光束と第２有効光束との合成光束の光線角をＲＦとすると、ＲＦが、
    ＬＦ1＜ＲＦ＜２ＬＦ1、
    ＬＦ2＜ＲＦ＜２ＬＦ2
    を満足することを特徴とする請求項５に記載の２灯合成光学系。
  7. 回転時に順次光路を横切るように複数の色フィルタを配置したカラーホイールをさらに備え、
    上記カラーホイールは、上記合成部の光出射側に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の２灯合成光学系。
  8. 上記複数の色フィルタは、赤に対応する２個のＲフィルタと、緑に対応する２個のＧフィルタと、青に対応する２個のＢフィルタとで構成されており、
    回転時にＲＧＢＧＲＢまたはＲＧＢＲＢＧの順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の２灯合成光学系。
  9. 上記複数の色フィルタは、赤に対応する２個のＲフィルタと、緑に対応する２個のＧフィルタと、青に対応する２個のＢフィルタと、白に対応するＷフィルタとで構成されており、
    循環するＲＧＢＧＲＢまたはＲＧＢＲＢＧの隣り合ういずれか２色の間にＷが入り、回転時にその順で光路を横切るように、各色フィルタが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の２灯合成光学系。
  10. 上記第１の光源部と上記第２の光源部とのうちの少なくとも一方は、
    発光部と、
    上記発光部にて発光された光を反射させて平行光にする回転放物面鏡と、
    上記平行光を収束させるコンデンサーレンズとを有していることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の２灯合成光学系。
  11. 上記第１の光源部と上記第２の光源部とのうちの少なくとも一方は、
    発光部と、
    上記発光部にて発光された光を反射させて収束させる回転楕円鏡とを有していることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の２灯合成光学系。
  12. 上記第１の光源部と上記第２の光源部とのうちの少なくとも一方は、
    上記合成部に向かう光路を折り曲げる光路折り曲げ手段を有していることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の２灯合成光学系。
  13. 上記第１の光源部と上記第２の光源部との両方が、上記光路折り曲げ手段を有していることを特徴とする請求項１２に記載の２灯合成光学系。
  14. 上記第１の光源部と上記第２の光源部との両方が、
    発光部と、
    上記発光部にて発光された光を反射させて平行光にする回転放物面鏡と、
    上記平行光を収束させる複数のコンデンサーレンズとを有しており、
    上記コンデンサーレンズの少なくとも１枚が、上記第１の光源部と上記第２の光源部とで共有されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の２灯合成光学系。
  15. 上記第１の光源部と上記第２の光源部との両方が、上記合成部に向かう光路を折り曲げる光路折り曲げ手段を有しており、
    各光路折り曲げ手段は、共有されているコンデンサーレンズよりも各発光部側の光路上にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の２灯合成光学系。
  16. 上記光路折り曲げ手段は、白色光を反射させる一方、赤外線を透過させるコールドミラーで構成されていることを特徴とする請求項１２、１３または１５に記載の２灯合成光学系。
  17. 上記コールドミラーを透過した赤外線を吸収する赤外線吸収部材を備えていることを特徴とする請求項１６に記載の２灯合成光学系。
  18. 上記コールドミラーに入射する光束の光軸と上記合成部から出射される光束の光軸とのなす角は、上記合成部側に鋭角であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の２灯合成光学系。
  19. 上記合成部に向かう光束に含まれる紫外線を除去する紫外線除去手段を備えていることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の２灯合成光学系。
  20. 請求項１から１９のいずれかに記載の２灯合成光学系と、
    上記２灯合成光学系から供給される光を画像データに応じて変調する光変調素子と、
    上記光変調素子にて変調された光を被投影面に投影する投影光学系とを備えていることを特徴とする投影装置。
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